PMC

Do Redakcji: Enteropatogenna Escherichia coli (EPEC), 1 z 6 patotypów biegunkowej E. coli (DEC), promuje zmiany przyczepno-odprowadzające w komórkach eukariotycznych. W powstawaniu tych uszkodzeń pośredniczy intimin, białko adhezyjne błony zewnętrznej kodowane przez gen eae (E. coli attaching-effacing) (1). EPEC dzieli się obecnie na podgrupy typowe i atypowe. Podczas gdy typowe EPEC są nosicielami plazmidu czynnika przylegania EPEC (pEAF), który koduje pilus tworzący wiązkę (BFP) i złożony regulator różnych genów wirulencji (Per) (1), nietypowe EPEC są pozbawione pEAF (lub nie wyrażają funkcjonalnego BFP) (1,2). Typowe EPEC wykazują ekspresję zlokalizowanego wzoru przylegania (LA), który charakteryzuje się zwartymi skupiskami bakterii na komórkach HeLa i HEp-2 (1). I odwrotnie, atypowe EPEC najczęściej wykazuje wzór podobny do LA (z luźnymi skupiskami bakterii) lub wzory przylegania innych patotypów DEC (2).

Enteroagregacyjne E. coli (EAEC), kolejny patotyp DEC, jest identyfikowany przez charakterystyczny agregacyjny wzór przylegania (AA) na komórkach HeLa/HEp-2; bakterie przyczepiają się w skupiskach do powierzchni komórek, jak również wokół komórek (1,3). EAEC kolonizuje błonę śluzową jelita, tworząc gruby biofilm, który sprzyja przedłużonej kolonizacji i indukuje niedożywienie (1-3). Patotyp ten jest heterogenny pod względem obecności genów wirulencji i został ostatnio podzielony na typowe i atypowe EAEC, które są nosicielami lub nie posiadają AggR (globalnego regulatora wirulencji EAEC), odpowiednio (1,3).

W ostatnim czasie przeprowadziliśmy badania w Instituto de Puericultura e Pediatria Martagão Gesteria w Rio de Janeiro w Brazylii, dotyczące etiologii biegunki występującej u dzieci o niskim statusie socjoekonomicznym (V.B.C. Girão et al., dane niepublikowane). W badaniu tym wszystkie izolaty E. coli analizowano pod kątem ich wzorów przylegania do komórek HeLa i obecności specyficznych genów wirulencji patotypów DEC, zgodnie z wcześniej opisanymi metodami (4,5). Wśród 481 dzieci (<2 lat) z biegunką, które poddano badaniu, 16 (3,3%) było nosicielami szczepów E. coli, które wykazywały współekspresję LA i AA (LA/AA), fenotypu nie znaleziono wśród szczepów 99 dzieci kontrolnych bez biegunki w tym samym szpitalu. Fenotyp LA/AA został potwierdzony w pojedynczych koloniach każdego szczepu, jak również w komórkach HEp-2. W obu liniach komórkowych, przedłużone testy (6 godzin) wykazały, że rozwinął się dojrzały biofilm, który maskował fenotyp LA.

Aczkolwiek współekspresja LA/AA u niektórych ludzkich E. coli została wcześniej opisana przez Bouzari i wsp. (6), brakuje dalszych informacji na temat tych izolatów. Ponadto, ponieważ ekspresja LA i AA jest wykorzystywana do klasyfikacji kałowych E. coli jako typowych EPEC i EAEC (1,3), klasyfikacja takich szczepów w ramach patotypów DEC jest trudna. Aby określić ich najbardziej odpowiednią klasyfikację, scharakteryzowaliśmy dalej 16 szczepów LA/AA z naszej kolekcji (Tabela). Testy hybrydyzacji kolonii stosowane do poszukiwania dodatkowych genów wirulencji E. coli (bfpA, perA, E-hly, daaC, cdt, cnf, hly, aggR, aggC, aafC, aap, shf, irp2, pet, pic, astA, pap, afa, sfa, efa, paa, saa, enfA) (1,3-5,7) wykazały, że wszystkie szczepy posiadały eae, bfpA i perA, a 13 także sekwencję EAF (kryptyczny marker pEAF). Rzadziej występującymi genami były paa, shf, irp2, astA i efa, a pozostałe geny były nieobecne. Ekspresję BFP potwierdzono we wszystkich szczepach metodą immunoblot, a dodatni wynik testu fluorescencyjnego barwienia aktyny (8) wykazał, że szczepy te mogą wytwarzać zmiany przyczepno-odklejające. Analiza PCR 4 (α, β, γ i δ) (9) z co najmniej 10 rozpoznanych podtypów intimy (1) wykazała, że podtyp δ był najczęstszy. Serotypowanie (5) zidentyfikowało co najmniej 10 różnych serotypów wśród 16 szczepów, co wykazało, że nie tworzą one jednego klonu. Dwa serotypy (O119:H6 i O142:H6) są powszechnie spotykane wśród typowych EPEC (2). Niektóre typowe i atypowe serotypy EPEC zostały powiązane z odrębnymi podtypami intymnymi (9). Podobnie, nasze szczepy LA/AA o tym samym serotypie były nosicielami tego samego podtypu intimy. Ostatnio Carvalho i wsp. (10) wykryli ekspresję LA/AA w 4 z 21 eae-dodatnich szczepów E. coli wyizolowanych od małp z biegunką. Wszystkie 4 szczepy wykazywały ekspresję BFP i nie posiadały sekwencji EAF; podobnie jak w naszym badaniu, 1 należał do serotypu O142:H6 i był nosicielem intiminy α.

Klasyfikacja E. coli w ramach patotypów DEC ma implikacje epidemiologiczne i kliniczne dla zarządzania chorobami biegunkowymi. Jednak znalezienie izolatów E. coli, które współekspresjonują LA/AA, ponownie podkreśla trudności w przypisaniu bakterii do grup na podstawie ich fenotypu adherencji lub genotypu (szczególnie, gdy opiera się na mobilnych elementach genetycznych). Ponieważ nasza analiza metodami molekularnymi wykazała, że szczepy te posiadają więcej cech typowych EPEC i nie posiadają regulonu AggR, proponujemy zaklasyfikować je jako typowe EPEC. Typowe EPEC są uznawane za patogeny, podczas gdy atypowe EAEC nie są (3). Ponadto, zdolność do jednoczesnego wywoływania zmian przytwierdzających/wydzielających i produkcji biofilmu może zwiększać potencjał tych szczepów do wywoływania biegunki i przedłużać pobyt bakterii w jelitach, pogarszając w ten sposób niedożywienie u pacjenta.

.